三維旋轉激光掃描測量系統的設計

在該平臺上有兩種測量方式，一種是邊測量邊旋轉，被測物體旋轉360°就能測量物體全部外表面的形狀，該種方法適合測量回轉體或近似回轉體；另一種方法是一次測量全部朝向光線(xiàn)的外表面，然后再轉到下一個(gè)需要測量的方位，全部外表面從幾個(gè)方位就可以測量完畢，這種方法適合形狀較為規則的多面體。
在該系統中，數控轉臺可以獲得被測物體的旋轉角度，測量的數據點(diǎn)繞轉臺中心軸線(xiàn)可以自動(dòng)拼合，其拼合精度取決于轉臺中心軸線(xiàn)的精確標定。
系統分為硬件、軟件兩大部分，硬件部分除機械測量平臺、激光測頭外，還包括步進(jìn)電機與步進(jìn)電機驅動(dòng)器、工控機以及插在工控機主板上的圖像采集卡和運功控制卡。圖像采集卡將CCD攝像機拍攝的視頻信號轉換為計算機能夠處理的數字圖像。步進(jìn)電機驅動(dòng)器可以設置脈沖的細分數，并從運動(dòng)控制卡獲取脈沖與運動(dòng)方向信息，驅動(dòng)步進(jìn)電機運動(dòng)。
軟件部分包括測量與數據處理兩部分，測量部分的軟件功能主要是控制運動(dòng)、圖像獲取、圖像處理以及坐標換算，完成表面形狀的數字化過(guò)程。數據處理主要包括測量數據的平滑、光順、網(wǎng)格建模、顯示、縮放等功能，完成表面形狀的重構過(guò)程。
在系統設計過(guò)程中，轉臺中心軸線(xiàn)標定和多視拼合及重疊數據區域的處理是影響測量結果的2個(gè)重要因素，下面簡(jiǎn)單介紹這兩部分的設計思路。